LWIP的底层结构（物理层）
2009-05-16 00:45:09
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2009-5-14  LWIP 的底层结构（物理层）
       我们前面讲到说是ip层的发送和接收都是直接调用了底层，也就是设备驱动层的函数实现，在这里暂且称之为物理层吧。下面就接着ip层的讲，不过由于这里的设备驱动各平台的都不一样，为此，我们选择ARM9_STR91X_IAR这个Demo作为实例，该平台的网络设备驱动在\library\source\91x_enet.c文件中。而ethernetif.c文件就是我们需要的，它是连接设备驱动程序与ip层的桥梁。
 
       Ethernetif.c文件中提供的函数主要有以下这么几个：
(1)    low_level_init
(2)    low_level_input
(3)    low_level_output
(4)    ethernetif_init
(5)    ethernetif_input
(6)    ethernetif_output
这里对外的接口只有ethernetif_init函数，它是main函数中通过
netif_add( &EMAC_if, &xIpAddr, &xNetMast, &xGateway, NULL, ethernetif_init, tcpip_input );来被调用的。我们可以清楚的看到，tcpip_input的使用，它就是被用来当有数据接收的时候被调用的以使接收到的数据进入tcpip协议栈。
 
       在netif_add函数中，我们可以看到
netif->input = input;
if (init(netif) != ERR_OK)
{
    return NULL;
}
 
Ok，从这里就进入到ethernetif_init函数了，在这个函数中，我们主要看以下几句：
netif->output = ethernetif_output;
netif->linkoutput = low_level_output;
low_level_init(netif);
etharp_init();
可以看到，netif->output 和netif->linkoutput被赋值了，这个很重要的，等会再说。
 
好，再接着看low_level_init函数
s_pxNetIf = netif;//对全局变量s_pxNetIf 赋初值
ENET_InitClocksGPIO();
ENET_Init();
ENET_Start();//这3句是对网络设备的寄存等的配置
xTaskCreate( ethernetif_input, ( signed portCHAR * ) "ETH_INT", netifINTERFACE_TASK_STACK_SIZE, NULL, netifINTERFACE_TASK_PRIORITY, NULL );
以ethernet_input创建task，这个函数也很有意思，首先可以看到的是一个无限循环，在循环体中有以下调用：
p = low_level_input( s_pxNetIf );
s_pxNetIf->input(p, s_pxNetIf);//tcpip_input
虽然有了这两句，还不是很清楚，可以确定的是后一句是把接收到的数据送入tcpip协议栈处理，为此，我们想到上一句是从硬件读出数据。看下具体的low_level_input函数实现：
len = ENET_HandleRxPkt(s_rxBuff);
这个函数很好理解，主要的是上面的那一句。
/******************************************************************************
* Function Name   : ENET_HandleRxPkt
* Description     : receive a packet and copy it to memory pointed by ppkt.
* Input           : ppkt: pointer on application receive buffer.
* Output          : None
* Return          : ENET_NOK - If there is no packet
*                 : ENET_OK  - If there is a packet
******************************************************************************/
u32 ENET_HandleRxPkt ( void *ppkt)
{
ENET_DMADSCRBase *pDescr;
u16 size;
static int iNextRx = 0;
 
       if( dmaRxDscrBase[ iNextRx ].dmaPackStatus &
DMA_DSCR_RX_STATUS_VALID_MSK )
       {
              return 0;
       }
 
       pDescr = &dmaRxDscrBase[ iNextRx ];
 
       /*Get the size of the packet*/
       size = ((pDescr->dmaPackStatus & 0x7ff) - 4);
 
       //MEMCOPY_L2S_BY4((u8*)ppkt, RxBuff, size); /*optimized memcopy function*/
       memcpy(ppkt, RxBuff[iNextRx], size);   //string.h library*/
 
       /* Give the buffer back to ENET */
       pDescr->dmaPackStatus = DMA_DSCR_RX_STATUS_VALID_MSK;
 
       iNextRx++;
 
       if( iNextRx >= ENET_NUM_RX_BUFFERS )
       {
              iNextRx = 0;
       }
 
       /* Return no error */
       return size;
}
这个函数也很好理解，是从DMA中直接拷贝数据到指定的pBuf。至此，input过程完事了，从代码调用流程上看真是千回百转，一会low_level，一会ethernetif。不过，总体来说是系统通过一个task（ethernetif_input）轮询检查DMA控制器的状态以判断是否有数据接收到。
 
       下面再研究下output过程。Output过程是由应用程序以主动方式触发的，经过前面几篇的介绍，我们知道发送的数据后来被传递给了ip_output_if函数。我们就接着这个函数看，它直接调用了netif->output函数，刚才我们看到在ethernetif_init中有对这个变量【函数指针】赋值，它就是ethernetif_output。它倒是简单，直接return etharp_output（）；而它有在最后调用了etharp_send_ip，在这个函数的最后调用了return netif->linkoutput(netif, p);好了终于找到根了这里的linkoutput函数也就是low_level_output，果然有如下调用：
memcpy(&TxBuff[l], (u8_t*)q->payload, q->len);
 
       还记得ENET_Init嘛，它的函数实现中有如下两句调用：
ENET_TxDscrInit();
ENET_RxDscrInit();
它们就是初始化DMA发送和接收的地址的，也就是上面所说的TxBuff和RxBuff。
 
       OK，大功告成，自上而下的LWIP大体流程都说到了。如有以后碰到什么需要注意的细节之类，再补上吧。
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